KR20230131136A - 디스크 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 디스크 브레이크 장치에 관한 것으로서, 디스크 브레이크 장치는, 회전 축(R)을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크, 및 적어도 하나의 브레이크 패드를 포함하고, 브레이크 디스크는, 디스크 부재 및 디스크 부재의 외주면에 있는 브레이크 라이닝을 포함하고, 브레이크 패드는, 제동력을 생성하기 위해 제동 동안 브레이크 라이닝과 접촉하도록 브레이크 라이닝에 대하여 변위가능하다.

Description

디스크 브레이크 장치{DISC BRAKE ARRANGEMENT}

본 개시내용은 차량용 디스크 브레이크 장치, 차량용 휠 장치, 브레이크 디스크, 및 브레이크 패드에 관한 것이다. 차량은 특히 자동차, 트럭, 버스 등의 도로 차량일 수 있다.

디스크 브레이크는 도로 차량의 휠 브레이크로서 널리 사용된다. 디스크 브레이크는 통상적으로 휠과의 공동 회전을 위해 휠에 기계적으로 결합된 브레이크 디스크를 포함한다. 브레이크 패드는, 브레이크 디스크와 차량 휠의 회전 축에 관하여, 브레이크 디스크에 대해 축방향으로 이동할 수 있다. 제동력을 생성하기 위해, 브레이크 패드는 브레이크 디스크와 접촉하여, 브레이크 디스크의 회전과 차량 휠의 회전을 늦춘다.

통상적으로, 브레이크 디스크는 브레이크 디스크의 대향 측면들에 배열된 두 개의 브레이크 패드 사이에 클램핑된다. 브레이크 패드는 브레이크 디스크를 축방향으로 잇는 브레이크 캘리퍼에 의해 운반된다.

각 디스크 브레이크의 일례는, 예를 들어, DE 10 2013 001 300 B4에서 찾을 수 있다.

이러한 디스크 브레이크 설계가 확립되고 입증되어 있지만, 개선의 여지가 남아 있다. 예를 들어, 기존의 디스크 브레이크는 종종 바람직하지 않은 수준의 기계적 진동 및/또는 소음, 특히 끽끽거리는 소음을 낸다. 또한, 기존의 디스크 브레이크는 원하지 않는 수준의 브레이크 먼지를 주변으로 방출할 수 있다. 추가로 알려진 결점은 다음과 관련된다: 브레이크 디스크, 특히 브레이크 패드와 접촉하는 브레이크 디스크의 면의 부식; 비대칭 패드 마모를 유발하는 경향; 예를 들어, 원하지 않는 브레이크 페달감 및/또는 진동을 유발하는, 고압 하에서의 브레이크 캘리퍼 하우징의 축방향 확장; 대향 측면들의 불균일한 열 부하로 인한 브레이크 디스크의 코닝(coning); 캘리퍼 피스톤 및/또는 캘리퍼 하우징의 과도한 가열; 특히 압력 하에서의 브레이크 캘리퍼의 변형으로 인해 캘리퍼 캐비티 내의 높은 수준의 추가 브레이크 유체 흡수; 전체 브레이크 시스템의 중량 증가.

본 발명의 목적은 이러한 기존의 단점들 중 적어도 일부를 없애는 데 도움이 되는 디스크 브레이크 설계를 제공하는 것이다.

이 목적은 독립항에 따른 청구 대상에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 종속항들 및 상세한 설명에 정의되어 있다.

이에 따라, 차량, 특히 도로 차량과 같은 비궤도 차량의 경우에 차량용 디스크 브레이크 장치가 제안된다. 디스크 브레이크 장치는 회전 축을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크 및 적어도 하나의 브레이크 패드를 포함하고, 브레이크 디스크는 디스크 부재 및 디스크 부재의 외주면에 있는 브레이크 라이닝을 포함한다. 브레이크 패드는, 제동력을 생성하기 위해 제동 동안 브레이크 라이닝과 접촉하도록 브레이크 라이닝에 대해 (특히 반경방향으로) 변위가능하다.

본원에서 사용되는 축방향, 반경방향, 및 원주방향과 같은 용어들은 회전 축을 가리킬 수 있다. 반경방향은 상기 회전 축에 대해 일정 각도로 그리고 특히 이에 직각으로 연장될 수 있다. 축방향은 상기 회전 축을 따라 연장될 수 있다. 원주방향은 회전 축 주위로 연장될 수 있다.

디스크 부재는 단일 부품 부재 또는 다중 부품 부재일 수 있다. 디스크 부재는 일반적으로 평평하고/하거나 원형일 수 있다. 디스크 부재는 허브, 특히 휠 허브 또는 차축 허브를 포함할 수 있다. 허브는 축방향으로 돌출되는 부분, 특히 중심 축방향 돌출부로서 구성될 수 있다. 상기 축방향으로 돌출되는 부분은 일측으로만 및/또는 하나의 축방향으로만 돌출될 수 있다. 일례로, 허브는 브레이크 디스크의 반경방향 외부 섹션(특히 링 섹션)에 대해 축방향으로 돌출된다.

대안으로, 디스크 부재는 실질적인 축방향 돌출부가 없거나 적어도 한 면 또는 한 방향으로만 축방향 돌출부가 없을 수 있다. 예를 들어, 디스크 부재는 평면일 수 있고/있거나 회전 축에 직각으로 연장되는 단면에 대해 실질적으로 거울 대칭일 수 있다.

디스크 부재는 거대할 수 있거나 적어도 부분적으로 중공일 수 있다. 중공 부분은, 예를 들어, 디스크 부재 내의 중공 공간에 의해 또는 디스크 부재 내의 채널 또는 드릴링에 의해 정의될 수 있다. 이것은 중량을 줄이는 데 도움이 된다. 또한, 중공 부분은 디스크 부재의 열적 및/또는 기계적 특성을 개선하기 위한 설계 기능부일 수 있다.

브레이크 라이닝은 적어도 처음에는 일정한 반경방향 두께를 가질 수 있다. 브레이크 라이닝은, 디스크 부재의 원주면의 적어도 일부를 따라 연장될 수 있으며, 예를 들어, 상기 원주면을 따라 링 세그먼트를 형성하는 다수의 브레이크 라이닝 세그먼트를 포함한다. 선택적으로, 브레이크 라이닝은 디스크 부재의 외주면을 따라 폐쇄 링을 형성한다. 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 유사하게 구부러지고/구부러지거나 외주면과 동심으로 배열됨으로써, 상기 외주면에 대응하여 형상화될 수 있다. 브레이크 라이닝은 브레이크 디스크의 최외측면의 적어도 일부를 형성할 수 있고 특히 상기 브레이크 디스크의 외주면을 형성할 수 있다. 바람직하게, 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 반경방향 외측 브레이크 패드에 의해 브레이크 디스크의 외부로부터 접촉될 수 있다.

브레이크 라이닝은, 재료 및/또는 두께 및/또는 마찰 계수 측면에서 임의의 알려진 구성에 따라 구성될 수 있지만, 종래 기술과 비교하여 다르게 위치될 수 있다. 예를 들어, 브레이크 라이닝은, 브레이크 패드와 공동으로 이동가능한 대신, 브레이크 디스크와 함께 공동으로 이동할(예를 들어, 회전가능할) 수 있다. 따라서, 브레이크 라이닝은 브레이크 패드에 대해 및/또는 브레이크 패드를 따라 회전가능할 수 있고/있거나 브레이크 패드가 브레이크 라이닝에 대해 변위가능할 수 있다. 후자는 브레이크 패드와 브레이크 라이닝 사이의 반경방향 거리를 0으로(즉, 접촉할 때까지) 감소시키기 위한 상대 변위를 포함할 수 있다.

일례로, 디스크 부재의 원주면의 축방향 폭의 전체 또는 적어도 절반을 넘는 부분이 브레이크 라이닝에 의해 덮인다. 이는 브레이크 라이닝과 브레이크 패드 사이의 넓은 접촉 영역을 확보하는 데 도움이 될 수 있다.

브레이크 라이닝은 디스크 부재에 대해 반경방향으로 돌출될 수 있다. 브레이크 라이닝은 디스크 부재의 원주면의 상부 또는 외부에 반경방향으로 돌출되는 재료층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 브레이크 라이닝은, 디스크 부재에 대한 기계적 결합을 개선하기 위해 디스크 부재의 오목부(예를 들어, 원주형 홈으로서 형성됨) 내에 적어도 부분적으로 수용된다. 일반적으로, 브레이크 라이닝은, 브레이크 디스크에 접착될 수 있고/있거나 나사 또는 리벳과 같은 기계적 고정 요소에 의해 브레이크 디스크에 고정될 수 있다. 선택적으로, 브레이크 라이닝은, 예를 들어, 상기 기계적 고정 요소에 의해 디스크 부재에 제거가능하게 부착된다. 이는, 브레이크 라이닝이 브레이크 라이닝을 교체할 필요가 없을 수도 있는 긴 서비스 수명을 갖게 하는 치수를 선택적으로 가질 수 있지만, 마모된 경우 브레이크 라이닝을 교체할 수 있게 한다.

예를 들어, 브레이크 라이닝의 크기는, 예를 들어, 두께 및/또는 부피 측면에서 주어진 차량의 정의된 총 동작 수명 주기를 커버할 수 있고 예상되는 브레이크 활성화 범위를 기반으로 정해질 수 있다. 이러한 수명 주기는, 예를 들어, 250,000 km의 주행 거리 또는 10년의 주행 기간을 포함할 수 있다. 이는 운영 비용을 제한하는 데 도움이 될 수 있다.

브레이크 라이닝은 하나 이상의 슬롯을 포함할 수 있다. 이들은 특히 링형 방식으로 축방향 또는 원주방향으로 연장될 수 있다. 슬롯들은, 브레이크 라이닝 내에 오목부로서 형성될 수 있으며, 예를 들어, 브레이크 라이닝의 외부(접촉)면에 대해 반경방향 내측으로 연장될 수 있다. 상기 슬롯과는 별개로, 브레이크 라이닝의 표면은 폐쇄형일 수 있고/있거나 매끄러울 수 있다.

측면과 같은 디스크 부재의 나머지 외부면은 브레이크 라이닝이 없을 수 있고, 제동력을 생성하도록 접촉되지 않을 수 있다.

브레이크 패드는 브레이크 라이닝의 반대측에, 특히 브레이크 라이닝의 반경방향 반대측에 위치될 수 있다. 또한, 브레이크 패드는, 적어도 제동하지 않으면, 브레이크 라이닝의 반경방향 외부(따라서 디스크 부재 및/또는 브레이크 디스크의 반경방향 외부)에 위치될 수 있다.

상기 브레이크 패드는 브레이크 라이닝과의 접촉시 마찰력을 생성하여 브레이크 디스크의 회전을 늦추도록 구성될 수 있다.

디스크 브레이크 장치는, 예를 들어, 브레이크 패드를 변위시키기 위한 적어도 하나의 액추에이터, 예컨대, 유압 또는 전기 액추에이터를 포함할 수 있다. 이 액추에이터는 브레이크 캘리퍼에 의해, 또는 일반적으로 말하면, 브레이크 패드가 결합되는 브레이크 패드 캐리어에 의해 포함될 수 있다. 브레이크 패드 캐리어는 차량 내에 고정될 수 있다. 브레이크 패드 캐리어는, 피스톤과 같은 변위가능 부재뿐만 아니라 상기 변위가능 부재에 작용하는 유압 챔버 또는 전기 모터도 포함할 수 있다. 변위가능 부재는 브레이크 패드에 결합될 수 있고, 이에 따라 브레이크 패드를 운반하고 브레이크 디스크와 접촉하기 위해 브레이크 패드를 변위시킬 수 있다.

개시된 디스크 브레이크 장치는 많은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 브레이크 디스크는 반경방향으로 열 팽창할 수 있다. 이는, 예를 들어, 브레이크 페달 이동의 원치 않는 증가를 피하거나 심지어 역전함으로써 브레이크 성능을 개선할 수 있다. 한편, 브레이크 디스크의 측면에서 마찰력이 발생하지 않을 수 있다는 점을 고려하면, 특히 불균일한 축방향 열 팽창이 제한될 수 있다.

디스크 브레이크 장치의 메인 히트 싱크는, 원하는 열 분포를 달성하기 위해 새로운 설계 파라미터를 따라서 제공할 수 있는 브레이크 패드에 의해 표현될 수 있다. 또한, 이는 예를 들어 브레이크를 자주 활성화하는 동안 브레이크 패드가 브레이크 라이닝을 향해 반경방향 안쪽으로 열 팽창함으로 인한 페달 이동의 증가를 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 그렇지 않은 경우에 예를 들어 덜 유리한 열 팽창 및/또는 하중을 받는 유압 피스톤 챔버(즉, 캘리퍼 캐비티)의 형성으로 인해 발생할 수 있는 브레이크 패드와 브레이크 라이닝 사이의 반경방향 거리의 잠재적 증가를 상쇄할 수 있다. 브레이크 패드는, 예를 들어, 금속 재료, 특히 주철과 같이 열 용량이 큰 재료로 구성될 수 있다.

동시에, 드래그 토크(drag torque)의 위험이 감소될 수 있다. 이는 이러한 드래그 토크를 유발할 수 있는 브레이크 디스크의 반경방향 진동이 축방향 진동보다 훨씬 작을 수 있기 때문이다. 기존의 브레이크 디스크 설계에서, 후자는 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 원치 않는 접촉으로 이어져, 브레이크를 활성화하지 않을 때에도 드래그 토크를 유발할 수 있다. 유사하게, 기존의 브레이크 디스크 설계에서 마찬가지로 드래그 토크를 유발하는 공기역학적 흡입력의 위험이, 브레이크 디스크의 원주면에서 제동할 때 상당히 감소될 수 있다.

드래그 토크를 감소시키는 것 외에도, 제동하지 않을 때 브레이크 패드와 브레이크 디스크 간의 원치 않는 접촉을 방지하는 것은 덜컹거리는 소리, 신음, 탄성, 또는 울부짖는 소음과 같은 저주파 소음을 제한하는 데에도 도움이 될 수 있다.

또한, 브레이크 디스크의 원주면에 브레이크 라이닝을 배열함으로써, 브레이크 디스크의 작은 반경에서 전체적으로 큰 브레이크 라이닝 표면을 제공할 수 있다. 따라서, 유사한 브레이크 성능을 달성하면서 브레이크 디스크의 크기 및 중량이 종래 기술 설계에 비해 감소될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 마찰력이 더 큰 표면에 걸쳐 분산되기 때문에, 국부적 마모 정도가 감소될 수 있다. 따라서, 브레이크 라이닝 및/또는 브레이크 디스크의 서비스 수명을 늘릴 수 있다.

또한, 브레이크 라이닝의 개시된 위치설정 및/또는 증가된 영역이 디스크 브레이크의 진동 특성을 개선하는 데 도움이 될 수 있음이 밝혀졌다. 이에 따라, 원하지 않는 브레이크 소음, 특히 끽끽거리는 소음의 발생을 제한할 수 있다. 예를 들어, 현재 개시된 브레이크 디스크에 의하면, (특히 1000 Hz 내지 6000 Hz의 주파수 스케일의) 고유 주파수의 수 및/또는 브레이크 디스크의 면외 모드의 수가 기존 설계에 비해 감소될 수 있다.

또한, 개시된 설계에 의하면, 브레이크 디스크의 원주면에서 브레이크 먼지가 발생할 것이다. 그곳에서, 브레이크 먼지는, 예를 들어, 아래 설명되는 실시예들 중 일부에 의해 더 쉽게 수집될 수 있거나 주변으로부터 차폐될 수 있거나 주변으로부터 멀리 안내될 수 있다.

실시예에 따르면, 브레이크 라이닝은 마찰 재료를 포함하고, 마찰 재료는, 예를 들어, 마찰 섬유 또는 마찰 입자(예를 들어, 금속 입자) 및 바인더를 포함한다. 이에 따라, 마찰 재료는 (강성) 바인더 재료에 분포된 입자들 및/또는 섬유들을 갖는 재료 조성물일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

추가로 또는 대안으로, 제동 동안 브레이크 라이닝과 접촉하도록 구성된 적어도 브레이크 패드의 접촉면은, 브레이크 라이닝의 재료와는 다른 재료, 예를 들어, 마찰 재료 및/또는 브레이크 라이닝 재료가 아닌 재료로 제조된다.

선택적으로, 적어도 접촉면(또는 완전한 브레이크 슈(brake shoe))은 브레이크 라이닝의 재료보다 단단한 재료를 포함한다. 이는 브레이크 라이닝에 비해 접촉면의 마모를 감소시킨다. 추가로 또는 대안으로, 접촉면의 마찰 계수는 마찰 재료의 마찰 계수보다 작을 수 있다.

일례로, 브레이크 패드는 금속 재료, 특히 주철로 제조되거나 이를 포함한다. 예를 들어, 브레이크 패드(또는 접촉면을 포함하는 이의 적어도 일부)는 일체형 금속 주조 부품일 수 있다. 주철 재료는 구상 흑연철 재료일 수 있다. 반대로, 브레이크 라이닝은 금속 주조 부품이 아닐 수 있고/있거나 주철로 제조될 수 없거나 이를 포함하지 않을 수 있다. 브레이크 패드에 금속 재료, 특히 주철을 사용함으로써, 바람직한 열 팽창 특성을 얻을 수 있다.

실시예에 따르면, 디스크 부재는 브레이크 라이닝 및/또는 브레이크 패드의 재료와는 다른 재료로 제조되거나 이를 포함한다. 특히, 상기 재료는 브레이크 라이닝 및/또는 브레이크 패드의 재료보다 가벼울 수 있다. 이것은 중량, 특히 회전 질량을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 이는, 예를 들어, 중량, 강성, 경도, 마찰 계수, 또는 열 팽창 중 임의의 것과 관련하여 디스크 부재, 브레이크 라이닝, 및/또는 브레이크 패드 각각에 대한 적절한 개별 재료 선택을 제공하게 할 수 있다.

추가 양태에 따르면, 브레이크 라이닝은 디스크 부재의 외주면을 따라 연장되는 링의 적어도 한 섹션을 형성한다. 예를 들어, 브레이크 라이닝은 전체 외주면을 따라 연장되는 연속적 또는 폐쇄형 링을 형성할 수 있다. 달리 말하면, 브레이크 라이닝은 링 형상의 재료 층을 형성할 수 있다. 이는 브레이크 라이닝의 유효 표면적을 증가시키고, 브레이크 라이닝의 두께를 감소시켜 유효 반경을 증가시킬 수 있다. 또한, 이는 브레이크 라이닝의 생산 및/또는 교체 측면에서 유리할 수 있다. 또한, 이는 디스크 부재에 대한 브레이크 라이닝의 지지 및 고정을 개선할 수 있다.

일례로, 브레이크 라이닝은 다수의 브레이크 라이닝 세그먼트를 포함하거나, 달리 말하면, 다중 부품 조립체이다. 브레이크 라이닝 세그먼트들은 외주면을 따라 링형 방식으로 배열 또는 분포될 수 있다. 브레이크 라이닝 세그먼트들은 비연속적, 즉, 국부적으로 단속된 링이 형성되도록 서로 원주방향 거리에 배열될 수 있다.

소정의 방향으로 (예를 들어, 주변으로부터 멀어지고 차량의 먼지 수집면을 향하며, 상기 표면은 접착 재료를 포함함) 먼지 흐름의 확산을 제어하도록, 또는 달리 말하면, 지시하도록 브레이크 라이닝에 슬롯이 제공될 수 있다. 이들 슬롯은 연속적이고 특히 링 형상의 브레이크 라이닝에 국부적인 오목부들로서 형성될 수 있다. 대안으로, 이들 슬롯은 인접한 브레이크 라이닝 세그먼트들 사이의 갭들에 의해 형성될 수 있다.

일례로, 디스크 브레이크 장치는 복수의 브레이크 패드를 포함한다. 각각의 브레이크 패드는 개별 브레이크 패드 캐리어에 장착될 수 있고/있거나 개별적으로 연관된 액추에이터에 의해 변위될 수 있다. 브레이크 패드들은 서로 각도 거리로 배열될 수 있으며, 상기 각도 거리는 회전 축에 대해 정의된다. 달리 말하면, 브레이크 패드들은 브레이크 디스크의 둘레를 따라 이격되어 있을 수 있다. 일례로, 각도 거리는 대략 180°일 수 있다. 2개 초과의 브레이크 패드가 제공되는 경우, 각 쌍의 인접한 브레이크 패드들 사이의 각도 거리는 동일할 수 있다. 예를 들어, 2개의 인접한 브레이크 패드 사이의 각각의 각도 거리는 360°/n에 이를 수 있으며, 여기서 n은 브레이크 패드의 수이다.

각각의 복수의 브레이크 패드를 제공함으로써, 브레이크 디스크는 브레이크 패드들에 의해 및/또는 브레이크 패드들 사이에 클램핑될 수 있어, 브레이크 디스크의 진동 및 일측 부하를 제한할 수 있다. 유리하게, 브레이크 패드들은 따라서 서로에 대해 카운터 베어링들로서 기능할 수 있다.

브레이크 패드는 제동하지 않을 때 브레이크 디스크에 대해 반경방향 거리에 배치될 수 있다. 한편, 브레이크 패드의 적어도 일부는 브레이크 라이닝과 축방향으로 겹칠 수 있다. 따라서, 브레이크 패드는 브레이크 라이닝과 접촉하기 위해 하나의 이동 축, 특히 반경방향 축을 따라서만 이동되어야 할 수 있다. 이는 디스크 브레이크 장치의 설계를 단순화한다.

일례에 따르면, 디스크 부재의 직경은 브레이크 라이닝의 축방향 폭의 8배 이하, 특히 4배 이하이다. 이것은 작고 경량의 디스크 브레이크 장치를 제공한다. 이러한 제한된 직경을 제공하는 것은, 종래 기술과는 대조적으로, 디스크 부재의 측면을 브레이크 패드용 접촉 영역으로서 사용하지 않음으로써(또는 적어도 배타적인 접촉 영역으로서 사용하지 않음으로써) 가능하게 된다, 따라서, 상기 측면의 크기는 브레이크 패드의 접촉 영역의 크기와 무관하게 선택될 수 있다. 또한, 상기 측면에서 또는 상기 측면 내에서 발생하는 열량은 개시된 해결책에 의해 감소된다. 따라서, 상기 측면에서 또는 상기 측면에 의해 열을 발산할 필요성이 감소하며, 이는 예를 들어 직경을 감소시킴으로써 해당 표면적을 감소하는 것을 가능하게 할 수 있다.

특히, 브레이크 먼지가 주변으로 방출되는 것을 제한하기 위해, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어는, 브레이크 라이닝이 적어도 부분적으로 수용되거나(예를 들어, 또한, 제동하지 않을 때) 수용될 수 있는(예를 들어, 적어도 제동 시) 오목부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오목부는 브레이크 디스크의 외부 림 부분이 삽입되어 수용될 수 있는 원주형 슬롯 또는 홈으로서 구성될 수 있으며, 상기 림 부분은 브레이크 라이닝을 포함한다. 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어에 대한 브레이크 디스크의 회전은 오목부에 의해 방해받지 않을 수 있다.

브레이크 라이닝과 대면하는 오목부의 부분은, 브레이크 패드에 구비되는 경우, 브레이크 패드의 접촉면으로서 기능할 수 있다. 상기 부분은 오목부의 바닥면을 형성할 수 있다. 오목부의 에지 부분 또는 반경방향으로 돌출되는 선택적인 측면 부분은 옵션으로 브레이크 라이닝과 접촉하지 않을 수 있다.

브레이크 패드 캐리어에 오목부가 제공되면, 브레이크 패드도 오목부에 배치될 수 있다. 브레이크 패드는 제동 동안 상기 오목부에 대해 반경방향으로 변위될 수 있다.

오목부의 에지 부분은 브레이크 디스크와 반경방향으로 겹칠 수 있다. 브레이크 라이닝을 각각의 오목부에 배치함으로써, 브레이크 먼지가 주변으로 방출되는 것을 제한할 수 있다. 예를 들어, 상기 브레이크 먼지는 오목부의 (내부) 면에 제공될 수 있는 선택적 접착면에 부착될 수 있다. 또한, 오목부는 제동 시 소음 흡수 기능을 제공할 수 있다.

일례에 따르면, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어는, 브레이크 디스크의 축방향 외부면에 인접하여 배열되거나(예를 들어, 또한, 제동하지 않을 때) 배열될 수 있는(예를 들어, 적어도 제동할 때) 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분을 포함한다. 특히, 상기 반경방향 돌출 부분은, 예를 들어, 영구적으로 또는 적어도 제동 동안 브레이크 디스크와 반경방향으로 겹칠 수 있다.

이에 따라, 반경방향 돌출부는 상기 축방향 외부면에 인접하게 배치되고/되거나 제동하지 않을 때 브레이크 디스크와 반경방향으로 겹치는 것이 또한 제공될 수 있다. 제동 동안 그리고 브레이크 패드에 제공될 때, 겹치는 범위는 상기 브레이크 패드를 반경방향으로 밀어서 증가될 수 있고 따라서 브레이크 디스크의 중심을 향하여 내측으로 돌출된 부분이다.

브레이크 디스크의 축방향 외면을 측면이라고도 칭할 수 있다. 브레이크 디스크는, 반대측 축방향을 대면하고 디스크 부재 및/또는 전체 브레이크 디스크의 원주면에 의해 연결되는 2개의 측면을 가질 수 있다.

반경방향 돌출 부분은 전술한 오목부의 측면 또는 에지 부분을 형성할 수 있다. 이는 오목부와 관련하여 전술한 바와 유사한 이점, 즉, 소음 및 브레이크 먼지 배출의 감소를 제공할 수 있다.

이와 관련하여, 브레이크 패드 또는 브레이크 패드 캐리어는, 제동 동안 브레이크 디스크의 상이한(예를 들어 반대측) 축방향 외부면에 인접하게 배열되거나 배열될 수 있는 제1 반경방향 돌출 부분과 제2 반경방향 돌출 부분을 포함할 수 있다. 달리 말하면, 브레이크 디스크는 제1 및 제2 반경방향 돌출 부분 사이의 공간에 배치될 수 있고/있거나 이들에 의해 축방향으로 둘러싸일 수 있다. 이는 특히 소음 및 먼지 방출의 매우 효과적인 감소를 제공한다.

본 발명은, 또한, 본원에 개시된 임의의 양태에 따른 디스크 브레이크 장치 및 브레이크 디스크와의 공동 회전을 위해 브레이크 디스크에 적어도 간접적으로 결합되는 차량 휠을 포함하는 차량용 휠 장치에 관한 것이다. 간접 결합은, 예를 들어, 차량 휠을 디스크 브레이크에(예를 들어, 이에 따라 포함된 휠 허브에) 직접 고정하지 않고 마찬가지로 디스크 브레이크가 결합되는 차축 구성요소에 고정함으로써 제공될 수 있다. 휠은 디스크 브레이크 장치 또는 다른 임의의 제동 수단에 의해 직접 제동되지 않을 수 있다. 대신, 동일하게 제동되는 차량 휠의 회전의 결과로서 디스크 브레이크 장치의 브레이크 디스크만이 직접 제동(즉, 접촉)될 수 있다.

본 발명은, 또한, 본원에 개시된 임의의 예에 따른 디스크 브레이크 장치용 브레이크 디스크에 관한 것으로서, 특히, 회전 축을 중심으로 회전가능하고 디스크 부재 및 디스크 부재의 외주면에 있는 브레이크 라이닝을 포함하는 브레이크 디스크를 포함한다.

또한, 본 발명은, 본원에 개시된 임의의 예에 따른, 특히, 오목부 및/또는 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분을 포함하는 예에 따른 디스크 브레이크 장치용 브레이크 패드 캐리어에 관한 것이다.

구체적으로, 브레이크 패드를 운반하기 위한 브레이크 패드 캐리어가 제안되며, 브레이크 패드 캐리어는 오목부 및/또는 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분을 포함한다. 오목부에서, 브레이크 패드에 의해 제동될 브레이크 디스크의 외주면은 적어도 부분적으로(예를 들어, 적어도 제동 동안 또는 영구적으로) 수용될 수 있다. 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분은 (예를 들어, 적어도 제동 동안 또는 영구적으로) 브레이크 디스크의 측면에 인접하게 배치될 수 있다.

오목부는, 특히, 예를 들어, 브레이크 디스크의 둘레의 곡률에 따라 만곡될 수 있는 바닥면을 포함할 수 있다. 오목부는 서로 평행하게 및/또는 원주방향으로 연장되는 에지 부분들을 포함할 수 있다. 에지 부분들은 바닥면에 의해 서로 이격 및/또는 연결될 수 있다. 이에 따라, 오목부는 슬롯, 특히, 곡선형 슬롯일 수 있다. 상기 슬롯의 단부면 및 특히 대향하는 원주 단부면들은 개방될 수 있어, 브레이크 디스크의 외부 림 부분이, 상기 슬롯 내에 부분적으로 내부에 수용되고/되거나 이에 따라 부분적으로 둘러싸이면서 자유롭게 회전할 수 있다.

돌출 부분은 본원에 개시된 임의의 예에 따른 오목부의 에지 부분일 수 있다.

추가로 개시된 것은, 본원에 개시된 임의의 예에 따른, 특히, 오목부 및/또는 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분을 포함하는 예에 따른 디스크 브레이크 장치용 브레이크 패드이다.

구체적으로, 브레이크 패드는 오목부 및/또는 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분을 포함할 수 있다. 오목부에서, 브레이크 패드에 의해 제동될 브레이크 디스크의 외주면은 (예를 들어, 적어도 제동 동안 또는 영구적으로) 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 적어도 하나의 반경방향 돌출 부분은 (예를 들어, 적어도 제동 동안 또는 영구적으로) 브레이크 디스크의 측면에 인접하게 배치될 수 있다.

오목부 및 돌출 부분은, 특히 상술한 브레이크 패드 캐리어와 관련하여 본원에 개시된 임의의 예에 따라 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 첨부된 개략도와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 동일한 기능부들은 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호로 표기될 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치를 도시한다.
도 2는 제2 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치를 도시한다.
도 3은 제3 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치의 브레이크 패드의 상세도이다.
도 4 내지 도 7은 추가 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치 내에 하나 또는 복수의 브레이크 패드를 배열하기 위한 가능성을 예시한다.
도 8 내지 12는 도 1 내지 도 7의 실시예의 수정된 버전을 도시한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치(10)를 도시한다. 디스크 브레이크 장치(10)는 브레이크 디스크(12) 및 브레이크 패드(14), 또는 다시 말하면, 브레이크 패드 캐리어(15), 또는 다시 말하면, 브레이크 캘리퍼에 배열된 브레이크 슈를 포함한다.

브레이크 디스크(12)는 금속 재료로 만들어진 단일 또는 다중 부품 디스크 부재(16)를 포함한다. 디스크 부재(16)는 회전 축(R)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 도 1의 예에서, 디스크 부재는 차량 휠 장치(13)의 개략적으로 표시된 차량 휠(11)을 장착하기 위한 휠 허브로서 구성된 중심 허브(18)를 포함한다. 허브(18)는 중심 축방향으로 돌출되는 부분을 형성하는데, 이는 하나의 축방향으로만(도 1에서 좌측으로) 돌출된다.

브레이크 디스크(12)의 외면은 브레이크 라이닝(22)에 의해 형성된다. 상기 브레이크 라이닝(22)은 디스크 부재(16)의 원주면(20)에 부착된다. 단지 예로서, 상기 브레이크 라이닝(22)의 축방향 폭(W)은 상기 원주면(20)의 전체 축방향 폭을 덮는다. 브레이크 라이닝(22)은 브레이크 디스크(12)의 전체 둘레를 따라 이어지는 링 형상의 재료 층으로서 구성된다.

브레이크 패드(14)는 적어도 도시된 예에서는 브레이크 라이닝(22)의 위로 반경방향 외부에 위치된다. 또한, 브레이크 패드는 브레이크 라이닝(22)과 축방향으로 겹친다. 따라서, 브레이크 패드(14) 및 더 구체적으로 이의 접촉면(17)은 상기 브레이크 라이닝(22)과 대면하고, 직선 반경방향 이동에 의해 제동력을 생성하도록 브레이크 라이닝과 접촉하게 될 수 있다. 브레이크 패드(14)가 장착되는 브레이크 패드 캐리어(15)는, 전기 모터 또는 유압 피스톤과 같은 도시되지 않은 액추에이터를 포함하여, 상기 이동을 생성한다. 브레이크 패드(14)는 금속 재료로 만들어지며 보다 구체적으로는 일체형 금속 주조 부품이다.

도 1은, 또한, 브레이크 디스크(12)의 직경(D)을 나타낸다. 콤팩트하고 경량의 브레이크 디스크 장치(10)를 제공하기 위해, 상기 직경(D)은 축방향 폭(W)의 10배 이하, 바람직하게는 8배 또는 4배 이하일 수 있다.

도 2는 제2 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치(10)를 도시한다. 이 디스크 브레이크 장치(10)는 브레이크 디스크(12)에 대해서만 도 1의 실시예와 다르다. 특히, 상기 브레이크 디스크(12)는 축방향으로 돌출되는 휠 허브를 포함하지 않는다. 대신, 브레이크 디스크(12)는 실질적으로 평면형 부재를 형성하고, 브레이크 디스크(12)의 주요 연장 평면 내에 본질적으로 배열되는 허브(18)를 포함한다. 허브(18)는 차량의 도시되지 않은 차축 구성요소에 연결될 수 있다. 디스크 브레이크 장치(10)에 의해 제동될 도시되지 않은 차량 휠은, 동일한 차축 구성요소에 동일하게 결합될 수 있고, 따라서 브레이크 디스크(12)에 간접적으로 결합될 수 있다.

본원에 개시된 임의의 실시예 내에서 제공될 수 있는 선택적인 추가 기능부로서, 중공 부분(30, 32)이 브레이크 디스크(12)의 거대한 디스크 부재(16) 내에 도시되어 있다. 제1 부분(30)은 임의의 형상, 예를 들어, 원통형, 직사각형 또는 원형의 중공 볼륨으로서 구성된다. 제2 중공 부분(32)은 디스크 부재(16)를 가로지르며 디스크 부재를 통해 축방향으로 연장되는 채널로서 형성된다. 예를 들어, 상기 제2 중공 부분(32)은 드릴링에 의해 생성된 관통 구멍일 수 있다. 중공 부분(30, 32)의 수는 도시된 것보다 더 많을 수 있고, 한 종류의 제1 및 제2 중공 부분(30, 32)만이 제공될 수 있다. 중공 부분(30, 32)은 중량 감소를 돕는다.

도 3은, 제3 실시예에 따른 디스크 브레이크 장치(10)의 상세도를 도시하며, 특히 상기 디스크 브레이크 장치(10)의 부분적으로만 도시된 디스크 부재(16)의 반경방향 외측 림 부분을 수용하는 브레이크 패드(14)와 브레이크 패드 캐리어(15)의 상세도를 도시한다. 이와 같은 고정식 브레이크 패드 캐리어(15)는, 디스크 부재(16)의 양측 외부면(36)을 따라 연장되고 이러한 외부면과 반경방향으로 겹치는 반경방향 내향 돌출 부분(34)을 포함한다. 따라서, 돌출 부분(34)은, 디스크 부재(16)의 외부 림 부분 및 특히 브레이크 라이닝(22)이 있는 브레이크 패드 캐리어(15)의 오목부(38)의 에지 부분을 나타낸다. 오목부(38)는 일반적으로 브레이크 디스크(12)의 외주면의 곡률에 따라 만곡된 원주방향 슬롯으로서 형성된다. 브레이크 패드(14)의 접촉면(17)도 유사하게 만곡된다. 선택적 기능부로서, 돌출 부분(34)의 내면(35)은 제동 동안 방출되는 브레이크 먼지를 모으기 위한 접착제를 포함할 수 있다.

도 3에서, 브레이크 패드(14)는 제동력을 생성하도록 브레이크 라이닝(22)과 접촉한다. 도 3은 브레이크 패드(14)가 브레이크 라이닝(22)과 접촉할 때 고정식 브레이크 패드 캐리어(15)에 대한 브레이크 패드(14)의 반경방향 변위를 구체적으로 나타내지 않는 개략도일 뿐이라는 점에 주목한다.

구체적으로 도시되지 않은 대체 실시예에서, 반경방향 돌출 부분들(34)은 도 3의 예와 유사하게 배열되지만 이동가능 브레이크 패드(14)에 제공된다. 브레이크 디스크(12)의 림 부분 및 특히 브레이크 라이닝(22)은, 다시 상기 돌출 부분들(34) 사이, 예를 들어, 상기 돌출부(34)에 의해 제한된 오목부 또는 공간 내에 수용될 수 있다. 브레이크 패드 캐리어(15)에는, 이 경우, 각각의 돌출 부분(34)이 없을 수 있다.

도 4 내지 도 7은 브레이크 디스크(12)의 원주를 따라 하나 이상의 브레이크 패드(14) 및 각각의 연관된 브레이크 패드 캐리어(15)를 분배하는 다양한 예를 도시한다. 도 4 내지 도 7의 예는 비제한적이며, 즉, 브레이크 패드(14)와 브레이크 패드 캐리어(15)의 상이한 수 및 위치가 제공될 수 있다.

도 4의 경우에는, 브레이크 패드(14)가 하나만 제공된다. 도 5의 경우에는, 180°의 각도(A)로 이격된 2개의 브레이크 패드(14)가 제공된다. 도 6은 2개의 브레이크 패드들(14)의 상이한 이격도 가능함을 나타낸다. 도 7에서는, 120°의 동일한 각도 거리(A)로 이격된 3개의 브레이크 패드(14)가 제공된다.

도 8 내지 12는 도 1 내지 도 7의 실시예의 수정된 버전을 도시한다. 이러한 수정은 브레이크 라이닝(22)에 슬롯(40)을 제공하는 것을 포함하며, 상기 슬롯(40)은, 예를 들어, 브레이크 라이닝(22) 내의 홈 또는 오목부로서 구성된다.

도 1 및 도 2의 실시예에 대응하는 도 8 및 도 9에서, 슬롯들(40)은 원주방향으로 링형으로 연장된다. 이들은 연속적인 링들을 형성하거나 원주방향으로 분리된 연속적인 링 세그먼트들을 포함할 수 있다. 도 9에서는, 2개의 슬롯(40)이 제공되고 회전 축(R)을 따라 이격된다. 슬롯(40)의 수는 도시된 것보다 더 많을 수 있다.

도 10은 도 3의 실시예에 대응하고, 마찬가지로 축방향으로 이격된 원주방향 슬롯들(40)의 예시적인 수를 도시한다.

도 11 및 도 12에서, 슬롯들(40)은 원주방향 대신 축방향으로 연장된다. 슬롯(40)의 수는 도 11 및 도 12에 도시된 것과 다를 수 있다.

슬롯들(40)은 제동 시 진동 및 소음 방출을 제한하는 데 도움이 되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 슬롯들은 브레이크 라이닝(22)의 실제 접촉면으로부터 브레이크 패드(14)로 물을 안내하는 것을 도울 수 있다. 이는 젖은 상태에서 제동 성능을 개선하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 슬롯(40)은 브레이크 라이닝(22) 내의 기계적 압력 분포를 개선할 수 있다.

10 브레이크 디스크 장치
12 브레이크 디스크
14 브레이크 패드
15 브레이크 패드 캐리어
16 디스크 부재
17 접촉면
18 허브
20 원주면
22 브레이크 라이닝
30 제1 중공 부분
32 제2 중공 부분
36 돌출 부분
35 돌출 부분의 내면
36 측면
38 오목부
40 슬롯
A 각도 거리
R 회전 축
W 축방향 폭

Claims (14)

1. 차량용 디스크 브레이크 장치로서,
   회전 축(R)을 중심으로 회전가능한 브레이크 디스크; 및
   적어도 하나의 브레이크 패드를 포함하고,
   상기 브레이크 디스크는, 디스크 부재 및 상기 디스크 부재의 외주면에 있는 브레이크 라이닝을 포함하고, 상기 브레이크 패드는, 제동력을 생성하기 위해 제동 동안 상기 브레이크 라이닝과 접촉하도록 상기 브레이크 라이닝에 대하여 변위가능한, 디스크 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 라이닝은 마찰 재료를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
3. 제1항에 있어서,
   제동 동안 상기 브레이크 라이닝과 접촉하도록 구성된 상기 브레이크 패드의 적어도 접촉면(17)은 상기 브레이크 라이닝의 재료와는 다른 재료로 형성된, 디스크 브레이크 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 브레이크 패드의 적어도 상기 접촉면(17)은 상기 브레이크 라이닝의 재료보다 단단한 재료를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 패드는 금속 재료를 포함하고 특히 주철을 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 디스크 부재는 상기 브레이크 라이닝의 재료와는 다른 재료를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 라이닝은 상기 디스크 부재의 외주면을 따라 연장되는 연속적인 링을 형성하는, 디스크 브레이크 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 패드는 상기 회전 축(R)을 중심으로 서로 각도 거리(A)에 배열된 복수개로 마련되는, 디스크 브레이크 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 브레이크 패드는 제동 중이 아닐 때 상기 브레이크 디스크에 대하여 반경방향 거리에 배치되는, 디스크 브레이크 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 부재의 직경(D)은, 상기 브레이크 라이닝의 축방향 폭(W)의 8배 이하인, 디스크 브레이크 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 패드 또는 상기 브레이크 패드를 운반하는 브레이크 패드 캐리어는, 상기 브레이크 라이닝이 적어도 부분적으로 수용되거나 수용될 수 있는 오목부를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 패드 또는 상기 브레이크 패드를 운반하는 브레이크 패드 캐리어는, 상기 브레이크 디스크의 측면에 인접하여 배치되거나 배치될 수 있는 반경방향으로 돌출되는 적어도 하나의 부분을 포함하고, 특히, 상기 브레이크 패드 캐리어의 브레이크 패드는, 상기 브레이크 디스크의 상이한 측면들에 인접하여 배치되거나 배치될 수 있는 반경방향으로 돌출되는 제1 부분과 반경방향으로 돌출되는 제2 부분을 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
13. 차량용 디스크 브레이크 장치로서,
    브레이크 패드를 운반하기 위한 브레이크 패드 캐리어를 포함하고,
    상기 브레이크 패드 캐리어는,
    상기 브레이크 패드에 의해 제공될 브레이크 디스크의 외주면이 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 오목부; 및
    상기 브레이크 디스크의 측면에 인접하여 배치될 수 있는 반경방향으로 돌출되는 적어도 하나의 부분
    중 적어도 하나를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.
14. 차량용 디스크 브레이크 장치로서,
    브레이크 디스크를 제동하기 위한 브레이크 패드를 포함하고,
    상기 브레이크 패드는,
    상기 브레이크 디스크의 외주면이 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 오목부; 및
    상기 브레이크 디스크의 측면에 인접하여 배치될 수 있는 반경방향으로 돌출되는 적어도 하나의 부분
    중 적어도 하나를 포함하는, 디스크 브레이크 장치.

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